10月22日,据IDTechEX发布的最新预测报告显示,随着电动汽车市场份额不断扩大,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等高性能功率半导体在汽车领域的应用日益普及。预计到2036年,车用功率半导体市场规模将增长三倍,达到420亿美元。
报告指出,三年前,电动车采用SiC MOSFET还是一种卖点,但如今已非常普遍,甚至插电混动车(PHEV)也开始使用。例如,Toyota和Schaeffler均宣布推出面向PHEV车型的SiC MOSFET,这标志着碳化硅技术进入成熟阶段。
碳化硅晶圆市场竞争激烈,许多公司已开始量产200毫米晶圆。Wolfspeed和英飞凌(Infineon)已实现量产,并成为车企如小米、理想的主要供应商,进一步推动碳化硅成为市场主流。即使是纯电里程较低的PHEV车型,也开始采用SiC技术。
紧随碳化硅之后,氮化镓也逐渐崭露头角。目前,基于氮化镓的快充设备已广泛应用,其高功率、高电压特性为电动车市场带来了新机遇。长安汽车计划在2027年推出搭载氮化镓车载充电器的新车型,由Navitas提供元件,功率密度可达每升6kW,远高于当前主流的每升2kW。
IDTechEX分析师认为,氮化镓初期将主要用于车载充电和直流变压器,未来恩智浦(NXP)和VisIC等厂商还将开发氮化镓驱动逆变器,有望部分取代硅基和碳化硅逆变器。
考虑到成本、开发周期和量产规模等因素,未来几年,车用功率半导体可能会采用Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT并联的混合配置,以满足不同负载需求。对于成本敏感度较低的产品,全面采用碳化硅逆变器将是高效选择。在氮化镓实现更大规模商业化之前,碳化硅市场的快速增长已成为可预见的趋势。